超大面积仓储重载地坪原状腐植土固化处理综合施工技术

陈常青，龚剑影，曹 鹏，陈跃飞，潘重安（中国二十二冶集团有限公司，上海 200135）

土壤固化技术涉及领域十分广泛，在一般的施工如建筑、公路、垃圾填埋处理、防沙固尘等均有应用。除了自然土壤之外，EFS（易孚森） 固化剂能处理还包括淤泥、砂土、建筑垃圾等，处理的目的也从单一的加固，向提高抗渗性、增强抗冻性等方面延申发展[1]。

本项目主要研究 EFS 固化剂在大面积仓储重载地坪中的现场实际使用效果，分析出一个最佳的 EFS 固化剂掺入量，从而也达到了环保绿色的目的。

目前的大面积重载地坪中使用现浇的混凝土做法较为普遍，此方法将使用大量的混凝土材料。且为临时使用的地坪，在结构建造完毕后还将破除重新浇筑，产生大量的建筑垃圾，这会带来极大的环境污染及材料浪费。使用 EFS 固化剂，就地取材地将原状土变为符合受力要求的地坪，极大地减少了材料浪费，降低了成本也保护了环境，满足绿色施工要求。

本篇文章主要介绍的是将 EFS 土壤固化剂加入主固化剂水泥通过化学反应相结合，在我公司富春桐乡智能制造产业园项目超大面积仓储重载地坪中的研究以及应用，通过现场实验对比分析得出EFS固化剂在实际应用过程中的利弊之处。

1 工程概况

富春桐乡智能制造产业园项目位于浙江省桐乡市高桥镇悦明西路南侧，建筑占地面积 51 679 m2，建筑面积约132 007 m2。项目主要建设内容为 A-1 厂房、A-2 厂房、A-3 厂房、A-4 厂房、A-2 坡道、综合楼、设备房、门卫一、门卫二。项目整体工程概况如表 1 所示。

表1 项目概况

本工程项目拟将 A-1 仓储与 A-2 仓储设定为试验区块，其中 A-1 仓储地坪采用常规的拌入水泥，并压实。A-2 仓储拌入水泥后加入“EFS”固化剂并压实。最后将两个仓储的地坪钻芯取样后检测对比，并进行分析。

2 EFS 固化剂原理

将 EFS 土壤固化剂与自然原状土土壤混合后，通过一系列物理化学反应改变土壤的工程性质，可以将大量游离水以结晶水的形式固定在土壤中。使得土壤胶团表面电流降低，胶团所吸附的双电层减薄，电解质浓度增加，颗粒趋于团聚，体积膨胀进一步填满土壤孔隙，在压实功的作用下，使固化后的土易于压实和稳定，从而形成整体结构，并达到常规所不能达到的压密度。用土壤固化剂处理的土壤，其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、CBR（California Bearing Ratio，加州承载比）、剪切强度等性能都得到了很大的提高，从而延长了道路的使用寿命，节省了工程维修成本，经济环境效益俱佳[2]。

破碎后的天然土壤和建筑垃圾等，所产生的粉尘杂土颗粒物会经过吸水后软化，在颗粒物表面吸附一层薄薄的水膜。加入 EFS 土壤固化剂后，直接破坏颗粒表面的水膜，从而使得土颗粒由亲水性质变为厌水性质，有效解决土颗粒的吸水性，提高结构的强度、水稳定性和耐久性。

3 EFS 土体固化剂力学性质研究

通过现场 A-1 与 A-2 仓储地坪试验测试得出抗压强度受龄期、EFS 固化剂掺入量、压实度影响。针对此现象，本项目在现场试验室进行对比分析，并确定出了最佳状态数据，以供后续施工参考。

3.1 土体加固抗压强度与土体养护龄期关系研究

本项目制作了三组不同水泥与土配合比的数据，分别为 4∶95、6∶93、8∶91，同时将 ESF 固化剂掺入量按照0.018% 控制，而后进行 7 d、28 d、90 d 的无侧限抗压强度测试，测试结果见 2。

由表 2 可以看出在三种不同水泥和土的配合比情况下，相同的 EFS 土体固化剂掺入后，所测得的在 7 d、28 d 及90 d 养护情况下的无侧限抗压强度结果不一样，时间越长，无侧限抗压强度越高。当时间增加时，相同水泥与土配合比、掺入同量 EFS 固化剂情况下，无侧限抗压强度增长的速度越来越慢。

表2 抗压强度表

3.2 土体抗压强度与 EFS 土体固化剂掺入量关系研究

为测试土体抗压强度与 EFS 土体固化剂掺入量之间的关系，现场制作了 4∶95、6∶93、8∶91 三组水泥与土配合比材料，同时将 ESF 固化剂掺入量按照 0、0.015%、0.018%、0.02% 控制，而后进行 7 d、28 d、90 d 的无侧限抗压强度测试，测试结果如表 3 所示。

表3 不同掺比、不同龄期的无侧限抗压强度表

对比表中数据可以发现，水泥类固结土的无侧限抗压强度明显好于同剂量的水泥稳定土，固化剂用量以 0.018% ～0.02% 为佳，且水泥用量与抗压强度成正比。

3.3 土壤抗压强度与压实度研究

现场取 6∶93 的石灰与土配合比材料，掺入 0.018% 的EFS 固化剂，而后进行 90%、93%、95%、98% 的压实度去测试，得到了 7 d 与 28 d 情况下的无侧限抗压强度值并进行分析，如表 4 所示。

表4 不同压实度下的无侧限抗压强度

通过对比可以看出相同材料、相同配合比而不同压实度的情况下，无侧限抗压强度随压实度的提高而增大，而且压实度对后期强度影响尤为明显。因此，使用复合固结材料必须保证有足够的压实度。由两条折线可以发现时间越长，无侧限抗压强度增长越快。

4 施工工艺流程

土壤固化整体施工流程共分为 4 个步骤，分别为配置搅拌、铺摊压实、养护、检测。

（1）配置搅拌。将准备好的天然土壤放在试验区，在连续几天的晴天条件下测量当前土壤的含水量。当土壤达到最佳含水量（＜16%）时，加入最佳比例的生石灰。不加水消化，将灰烬溶解 3 d，然后测量石灰土中的灰分用量和石灰土的含水量。在前面条件符合标准的前提下，计算出水质稀释路面液，搅拌均匀，再与石灰土混合。搅拌完成后，加入配比水泥拌匀（视天气情况，可适当加水 1% ～ 2%）。

（2）铺摊压实。每层按 100～500 m² 在每层压实后的下半部取样一组；地坪土应分层回填，每层回填厚度 ≤300 mm，回填压实系数 ≥0.94；地坪回填时，填方施工要从最低处开始，水平分层分区回填，碾压。

（3）养护。为防止高温直射对土壤整个固化过程产生影响，现场采取人工养护措施。安排试验员洒上掺水稀释成1∶100 000 的固化剂混合物，并覆盖上土工布洒水养护。

（4）检测。在试验室采用环刀法检测出固化后的土壤的密实度是否满足设计要求。

5 EFS 土体固化剂优势与不足研究

5.1 EFS 土体固化剂优势之处

（1）土体加固的施工工艺简单易操作。对于需要加固的土壤，根据土壤的化学及物理性质，只需掺入最优配合比的固化剂，在搅拌均匀并压实后即可达到所需的性能指标。土壤固化剂渗透性好，与土的和易性好，使土易于压实，便于施工。所用的施工机械和传统地面平整所用机械设备基本相同，施工工艺简单[4]。

（2）降低成本。每平米的土壤加固所需要的固化剂相对而言较少，且EFS固化剂费用较低，综合下来可降低成本40% ～ 50%。采用土壤固化法的原材料相比传统工艺所用的混凝土而言，成本大大缩小。

（3）绿色施工。使用 EFS 固化剂替代大量石灰、水泥、水、砂石等材料，有利于生态环境保护，经济、环境效益特别明显，是建筑工程可持续发展的创新型技术之一。

5.2 EFS 土体固化剂不足之处

（1）无法保证施工过程发挥固化剂最佳性能。固化剂存在着添加量不准确、土含水量不稳定、压实度不均匀、温度过高或者过低、 天气影响等诸多影响因素，所以在现场实际施工过程中土壤固化剂很难实现在试验室所达到的效果，从而导致土壤固化达不到逾期最佳状态。

（2）周期长。试验发现，压实度越高，固化后的土壤无侧限抗压强度越大，且压实度对后期强度影响尤为明显，这就要求留有较长的固化时间从而使其达到最佳效果，对于工期较为紧张的项目就不太适用。整个施工流程为：原状土加固试验材料选择、配比参数确定、固化强度、稳定性等技术研究 → 备土整平 → 原状土就地预处理 → 喷洒固化剂、湿拌 → 摊布水泥、拌和 → 固化土初压、整平、碾压 → 第二层施工→养护及施工管制，整个施工流程对于时间要求高，一些工期紧的项目不适用。

（3）国内技术尚未成熟，缺少一定的规范。我国土体固化技术发展较晚且缓慢，目前我国土壤加固剂还处于初步应用阶段。很多从事相关方面的科技人员对这方面的信息了解较少，缺乏实际经验。各单位可以组织开展相关方面的培训工作，采用新技术代替传统的技术，从而达到经济、社会上的效益。

6 结 语

本篇文章主要介绍了“易孚森”土体固化剂在我司富春桐乡智能制造产业园项目中超大面积仓储重载地坪原状腐植土固化处理综合施工技术研究与应用。总结了 EFS 土体固化剂在现场施工过程中的利与弊，为土壤固化技术提供以下经验。

（1）现场土壤固化后通过钻芯取样和试验室同条件制作的试块相比，强度较试验室相比效果不佳，主要受温度、施工、养护等因素影响。

（2）通过试验对比分析得出结论：土体在加固处理后养护的龄期越长，抗压性能越好；EFS 掺入量在 0.018% ～0.02% 为佳，可以达到理想的抗压强度；同样地，如果土壤的压实度越高，最终的抗压性能越好。

（3）总结 EFS 固化剂的优势及不足之处，同时对当前国内土壤固化发展水平进行分析，为 EFS 土体固化剂在大面积仓储地坪施工中的应用提供经验。